工件180度翻轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計(jì)

劉海影

摘 要：工件翻轉(zhuǎn)裝置是自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的工作水平。文章討論了剛性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)工件翻轉(zhuǎn)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，利用鏈輪鏈條傳動(dòng)結(jié)合液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)工件的翻轉(zhuǎn)；對(duì)工件翻轉(zhuǎn)裝置的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分析了液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的工作原理[1]。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)裝置；鏈輪鏈條；液壓系統(tǒng)

1 引言

傳統(tǒng)的機(jī)械零件加工方法，由于生產(chǎn)工藝落后，工序分散，特別是大型工件翻轉(zhuǎn)由人力手工完成，會(huì)造成生產(chǎn)效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)成本增加等問(wèn)題。而采用自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)加工制造機(jī)械零件，可以將所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)融合，其中的工件翻轉(zhuǎn)由自動(dòng)化翻轉(zhuǎn)裝置完成，可大幅度減小工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。為解決這個(gè)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單易行的翻轉(zhuǎn)裝置[1]。工作原理圖如圖1

2 工作原理

傳輸方向由左向右。動(dòng)力軌道裝在三個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)中，分別由兩只電動(dòng)滾筒帶動(dòng)；轉(zhuǎn)盤(pán)1、3起支承并固定動(dòng)力軌道的作用，轉(zhuǎn)盤(pán)2通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)鏈輪鏈條（未畫(huà)出）轉(zhuǎn)動(dòng)；上下各有兩只液壓缸，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中起夾緊作用。初始狀態(tài)時(shí)，上下兩處液壓缸處于非工作狀態(tài)；軌道1在電動(dòng)滾筒帶動(dòng)下圖1工作，工件由左向右進(jìn)入翻轉(zhuǎn)裝置，當(dāng)工件運(yùn)行到正確位置，軌道側(cè)面光電開(kāi)關(guān)工作，電動(dòng)滾筒停止工作。這時(shí)頂升液壓缸頂起工件約為5mm，然后夾緊液壓缸夾緊工件；接著電機(jī)工作，帶動(dòng)鏈輪鏈條旋轉(zhuǎn)過(guò)180度；由兩側(cè)接近開(kāi)關(guān)控制旋轉(zhuǎn)的角度。翻轉(zhuǎn)結(jié)束后，上下兩液壓缸縮回，由工人對(duì)工件進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)完畢，軌道2工作，工件由軌道2輸送出去；電機(jī)帶動(dòng)鏈輪鏈條反向轉(zhuǎn)動(dòng)工180度，再進(jìn)行對(duì)下一個(gè)工件的操作。

3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 總體布局

總體結(jié)構(gòu)布局根據(jù)零件特點(diǎn)，機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)布局采用臥式?？傮w結(jié)構(gòu)如圖，三個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)由四個(gè)支承桿相連，軌道1、2同時(shí)固定在轉(zhuǎn)盤(pán)1、3上，轉(zhuǎn)盤(pán)1、3支承在底座上（未畫(huà)出）；鏈條繞在中間轉(zhuǎn)盤(pán)的軌道里。頂升液壓缸工作，工件上升到一定位置（起保護(hù)軌道的作用），由夾緊液壓缸驅(qū)動(dòng)夾緊工件，電機(jī)帶動(dòng)鏈輪鏈條（未畫(huà)出）工作，即可將工件翻轉(zhuǎn)（見(jiàn)工作原理圖1）。

3.2 翻轉(zhuǎn)功能的實(shí)現(xiàn)

工件翻轉(zhuǎn)采用鏈輪鏈條結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖2，鏈輪鏈條傳動(dòng)是一種工業(yè)上應(yīng)用非常廣泛的機(jī)械結(jié)構(gòu)[2]，其中鏈條的兩端與中間轉(zhuǎn)盤(pán)的相連，電機(jī)帶動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)（未畫(huà)出），中間轉(zhuǎn)盤(pán)在鏈條的牽引下即可進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)兩側(cè)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的翻轉(zhuǎn)。

4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.1 液壓系統(tǒng)原理圖[3]

液壓系統(tǒng)原理圖如圖3所示。三位四通電磁換向閥分別控制升降缸、夾緊缸的運(yùn)動(dòng)方向。單向節(jié)流閥用于回油節(jié)流調(diào)速。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)升降的液壓缸、驅(qū)動(dòng)夾緊松開(kāi)的液壓缸組成。單向節(jié)流閥還用于平衡位置升降缸及其工作機(jī)構(gòu)的自重以防下滑。

4.2 液壓與控制系統(tǒng)及工作原理

液壓及控制系統(tǒng)的工作原理簡(jiǎn)述如下：

4.2.1 按下啟動(dòng)按鈕，下軌道開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)工件運(yùn)行到預(yù)定位置，光電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，下軌道停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2.2 按下啟動(dòng)按鈕，雙聯(lián)泵啟動(dòng)，左換向閥左電磁鐵得電、三位四通電磁換向閥左位，此時(shí)升降缸上升。

4.2.3 升降缸上升到預(yù)定位置后，碰到行程擋塊，壓下行程開(kāi)關(guān)S1，左換向閥左電磁鐵斷電；同時(shí)，右換向閥右電磁鐵得電，右三位四通電磁換向閥工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。

4.2.4 夾緊工件的同時(shí)，碰到行程擋塊，壓下行程開(kāi)關(guān)S3，右換向閥右電磁鐵失電，電機(jī)得電，帶動(dòng)鏈輪鏈條開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。

4.2.5 當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)2轉(zhuǎn)過(guò)180度時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)1、3上金屬物碰到接近開(kāi)關(guān)，電機(jī)失電，翻轉(zhuǎn)完成。

4.2.6 翻轉(zhuǎn)完成同時(shí)，碰到行程擋塊，壓下接近開(kāi)關(guān)，左三位四通電磁換向閥中位，同時(shí)左電磁鐵得電，三位四通電磁換向閥左位，升降缸下降。

4.2.7 夾緊缸下降到預(yù)定位置后，碰到行程擋塊，壓下行程開(kāi)關(guān)S2，左換向閥右電磁鐵斷電，三位四通電磁換向閥中位，同時(shí)右換向閥左電磁鐵得電，右三位四通電磁換向閥右位，工件被松開(kāi)。

4.2.8 工件被松開(kāi)同時(shí)，碰到行程擋塊，壓下行程開(kāi)關(guān)S4，右換向閥左電磁鐵失電，三位四通電磁換向閥中位，同時(shí)軌道2的電動(dòng)滾筒得電，軌道2運(yùn)轉(zhuǎn)，把工件輸送出去。

4.2.9 當(dāng)工件運(yùn)行到預(yù)定位置時(shí)，碰到行程擋塊，電動(dòng)滾筒失電，電機(jī)得電，帶動(dòng)鏈輪鏈條反向旋轉(zhuǎn)180度，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)1、3金屬物碰到兩側(cè)的接近開(kāi)關(guān)時(shí)，電機(jī)停上運(yùn)轉(zhuǎn)，一個(gè)循環(huán)完成。

5 應(yīng)用與結(jié)論

設(shè)計(jì)的該工件翻轉(zhuǎn)裝置經(jīng)在客戶(hù)柴油機(jī)缸體自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。利用鏈輪鏈條傳動(dòng)結(jié)合液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，并與可編程控制器和計(jì)算機(jī)控制相結(jié)合，很好地實(shí)現(xiàn)了工件的翻轉(zhuǎn)。使用五年來(lái)，加工缸體近百余萬(wàn)件，一直運(yùn)行平穩(wěn)，效果良好。實(shí)踐證明，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、液壓傳動(dòng)平穩(wěn)慣性小，以及易于控制等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于箱體類(lèi)和其他非回轉(zhuǎn)類(lèi)零件的翻轉(zhuǎn)加工，在自動(dòng)化生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]曹玉寶.自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)工件翻轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)[J].機(jī)械傳動(dòng)，2010（9）：81-84.

[2]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[3]隗金文.液壓傳動(dòng)[M].阜新.阜新礦業(yè)學(xué)院，1995.